Existence for positive steady states of an eco-epidemiological model

An eco-epidemiological model with an epidemic in the predator and with a Holling type Ⅱ function is considered.A system with diffusion under the homogeneous Neumann boundary condition is studied.The existence for a positive solution of the corresponding steady state problem is mainly discussed.First,a prior estimates（positive upper and lower bounds） of the positive steady states of the reaction-diffusion system is given by the maximum principle and the Harnack inequation.Then,the non-existence of non-constant positive steady states by using the energy method is given.Finally,the existence of non-constant positive steady states is obtained by using the topological degree.

STEADY-STATE SOLUTIONS FOR A ONE-DIMENSIONAL NONISENTROPIC HYDRODYNAMIC MODEL WITH NON-CONSTANT LATTICE TEMPERATURE

A one-dimensional stationary nonisentropic hydrodynamic model for semiconductor devices with non-constant lattice temperature is studied. This model consists of the equations for the electron density, the electron current density and electron temperature, coupled with the Poisson equation of the electrostatic potential in a bounded interval supplemented with proper boundary conditions. The existence and uniqueness of a strong subsonic steady-state solution with positive particle density and positive temperature is established. The proof is based on the fixed-point arguments, the Stampacchia truncation methods, and the basic energy estimates.

Mass-Spring-Damper Model with Steady State Parameters for Predicting the Movement of Liquid Column and Temperature Oscillation in Loop Heat Pipe

In order to investigate the mechanism of the temperature oscillation in loop heat pipes,this paper investigated the movement of the phase interface as the changed input power by a mass-spring-damper model.The model was solved with MATLAB and was used to explain the high-frequency and low-amplitude temperature oscillation.Temperature variation with the input power from 20 W to 75 W was investigated based on a LHP prototype in a literature.The model agreed well with the experimental data in the literature.The simulation results suggested that the movement of the liquid column was caused by the fluctuation of pressure difference applied on the liquid column and the stiffness coefficients of the vapor springs increasing with the input power.According to parameter analyses,the temperature oscillation at the outlet of the condenser can be weakened by increasing the mass of the liquid column and keeping the temperature at the outlet of the condenser steady.

Transition From Hyper－Chaotic State to Quasi－Steady State in a Spailally Distributed Nonlinear System

The dynamic characteristic in a spatially distributed nonlinear system, a subset of lasers in an array of coupled lasers, has been studied and analysed numerically. The evolution, with the increasing coupling strength,from stable quiescent state to chaotic state, to hyper-chaotic state and, back to quasi-steady state has been observed in this system.

Steady-State Modeling of Heat Transfer on the Recovery System of Condensing Boiler

The increase of energy production is very important nowadays. It is necessary to improve the performance and efficiency of heat production facilities. The objective is to reduce pollutant emissions and regulate investment costs. One of the solutions is to control fuel and electricity consumption. This article develops a new model of simulation heat diffusion on the recovery system of condensing boiler. The method is based on the first and second thermodynamic systems. The Numerical discrete Model (NDM) was applied using MATLAB to simulate different characteristics of heat transfer in the recovery system. The result shows that the recovery unit can absorb the following temperatures;the range from 88°C to 90.7°C when the length of the tube is between respectively 110 and 111 m. the energy efficiency was between 0.55 and 0.57 which allowed confirming the model. This new model has some advantages such as;the use of an instantaneous calculation time. The heat recovered by the water tank can also serve as preheating different systems. One part of the heat recovered will be accumulated to be used as domestic hot water.

STEADY-STATE OPERATION ANALYSIS OF AN IDEAL HEAT INTEGRATED DISTILLATION COLUMN

A systematic approach for the steady-state operation analysis of chemical processes is pro-posed.The method affords the possibility of taking operation resilience into consideration during thestage of process design.It may serve the designer as an efficient means for the initial screening ofalternative design schemes.An ideal heat integrated distillation column(HIDiC),without any reboileror condenser attached,is studied throughout this work.It has been found that among the various va-riables concerned with the ideal HIDiC,feed thermal condition appears to be the only factor exertingsignificant influences on the interaction between the top and the bottom control loops.Maximuminteraction is expected when the feed thermal condition approaches 0.5.Total number of stages andheat transfer rate are essential to the system ability of disturbance rejection.Therefore,more stagesand higher heat transfer rate ought to be preferred.But,too many stages and higher heat transfer ratemay increase the load of the

Analysis of LCL-type resonant arc welding power supply and its steaty-state mathematical model

This paper presents the operation of LCL type resonant arc welding power supply with fixed frequency and its steady state mathematical model. Using MathCAD to get the results and compared it to the results of the SPICE simulative experiment, we verify this mathematical model is correct.

比例伺服阀非线性液动力模型修正与特性分析

比例伺服阀的高速运行以及油液流动状态直接影响液动力的变化,进而影响比例伺服阀和伺服机构的动静态性能。基于此,为明确比例伺服阀液动力的变化规律和特性,首先基于阀芯和阀体配合的节流口结构建立液动力的理论数学模型。然后结合流场仿真,分析不同开度和不同压差下液动力变化情况,明确液动力仿真结果和理论结果的偏差,修订液动力理论数学模型。最后,基于液动力测试平台,验证了不同开度和压差下液动力变化情况。结果表明:射流角的减小会导致稳态液动力不断增大,阀口开度的增大使稳态液动力呈现先增大后减小的趋势,同时在小开度下压差越大对应稳态液动力的峰值也越大,研究成果为比例伺服阀非线性补偿控制提供理论基础。

基于Y-MMC的柔性低频输电控制策略

采用传统矢量控制的Y型模块化多电平换流器(Y-MMC),存在控制结构复杂、参数整定困难等缺点。针对上述问题,采用模型预测控制方法对Y-MMC进行控制器设计,提出一种适用于柔性低频输电的分层协调控制策略。建立各桥臂开关状态组合下的预测模型,实现内环电流控制和电容电压均衡控制。采用分层优化思想建立直流电容电压跟踪、交流电流跟踪和开关频率优化的逐级评估系统。结合稳态逆模型和比例积分控制实现了功率换流站的功率控制和电压频率换流站的低频电压控制。通过MATLAB/Simulink对双端低频输电系统进行仿真,结果验证了所提控制方案在多种工况下的正确性和有效性。相较于传统的矢量控制,该策略简化了控制器设计,加快了响应速度。

面向数字孪生模型应用的油浸式变压器绕组温度POD-RBFLP降阶计算方法

了解油浸式电力变压器绕组的温度情况是保证其运行稳定性的关键,也是当前针对油浸式变压器数字孪生分析的必然需求。为了快速地获得变压器绕组的稳态温度,该文提出一种基于本征正交分解(proper orthogonal decomposition,POD)和包含线性多项式的径向基函数响应面法(radial basis function response surface method including linear polynomial,RBFLP)的降阶计算模型。首先,讨论POD方法的降阶特性,并设计一种基于留一法交叉验证的自适应获得快照矩阵方法,以提高计算精度及效率;其次,采用响应面方法建立POD模态系数与绕组工况的相关关系,旨在实现通过绕组工况快速获得POD模态系数,从而跳过对降阶模型的复杂非线性计算,进而高效重构绕组温度场。相关算例表明,该方法具有较好的计算精度和效率,在50组测试工况下,与全阶计算相比,误差不超过2.5 K,且总计算时间仅为1.45 s;最后,基于110 kV变压器绕组搭建温升试验平台,试验结果表明,降阶计算结果相较于试验结果,平均计算误差不超过2 K,且单步计算时间仅为0.03 s,相较于同等规模的全阶计算,计算效率有较大幅度地提升。

基于稳态响应规律的双线性滞回模型等效参数研究

为了研究等效线性化方法的位移估算精度,以双线性滞回模型为分析模型,分析了非线性单自由度体系的自由振动过程,指出采用割线刚度法(R-H法)计算的等效参数与实际结果偏差较大,进而提出了一种简谐力作用下的等效参数计算方法。考虑了简谐激励的激励周期以及结构振动的位移峰值对计算结果的影响,通过数值分析对不同参数对应下的非线性体系进行等效线性化分析,验证了所提出的等效参数计算方法的有效性与准确性。结果表明,采用R-H法计算的等效刚度偏大,而改进方法能够合理估算非线性时程位移结果,其计算精度优于R-H法。

提高储能VSG并网有功响应性能的暂态阻尼策略

储能虚拟同步发电机(VSG)的并网有功在有功指令与电网频率2种扰动下存在动态超调与稳态偏差。提出有功微分反馈补偿(ADFBC)和有功微分前馈补偿(ADFFC)2种暂态阻尼策略,并在分别建立典型VSG、ADFBC和ADFFC 3种策略并网有功闭环小信号模型的基础上,给出了相应的参数设计方法。仿真和实验对比结果均验证了所提ADFBC和ADFFC暂态阻尼策略可有效提高储能VSG并网有功响应,在2种扰动下其并网有功既无动态超调又无稳态偏差。

协同Orowan绕过和攀移机制的镍基高温合金蠕变新模型

提出一种用于准确便捷预测析出相增强镍基高温合金稳态蠕变速率的蠕变新模型。基于析出相的空间分布,采用概率依赖的方法将位错-析出相交互作用中Orowan绕过和位错攀移机制的协同模式耦合到新的蠕变模型中。结果表明,新模型预测的稳态蠕变速率与实验数据吻合很好。此外,当前模型不再依赖于可调参数;同时,确定了阈值应力与温度的定量关系。这项工作为蠕变变形过程中位错-析出相交互作用提供新思路,并为设计具有更优异蠕变性能的析出强化合金提供有效模型。

基于静动力试验的铁路连续刚构-拱桥模型修正

为提升大跨度铁路连续刚构-拱桥有限元模型预测精度,同时针对传统有限元模型修正中只采用全局最优解而忽略可能更接近实际情况的局部最优解问题,提出一种基于距离机制的改进稳态遗传算法(DSSGA),利用实测静动力数据对其初始有限元模型进行模型修正。首先,介绍桥梁基本信息、初始有限元模型和静动力试验及其试验结果;其次,介绍DSSGA算法的理论以及其结合Kriging代理模型的基本修正流程,并通过测试函数验证DSS-GA算法的优化效果;最后,通过灵敏度分析选择待修正结构参数,利用拉丁超立方设计构建Kriging代理模型并检验其精度,利用静力位移、试验模态参数构造目标函数,对该桥进行模型修正。结果表明:与标准稳态遗传算法(SSGA)相比,DSSGA算法能够提供目标函数在搜索域的全局最优解和更多组局部最优解,有效避免SSGA算法角度机制所产生的解集不完整的局限性,且全局最优解的目标函数值更小,具有更高的搜索效率。经过模型修正,所有测点的位移相对误差控制在10%以内,频率相对误差控制在5%以内,修正后模型的预测精度大幅度提升。修正后的模型可作为该桥的基准有限元模型,用于后续桥梁健康监测与状态评估。

基于准稳态法的热电材料变物性参数表征测量方法

温差发电技术能够实现热能到电能的直接转换,在余热利用、航天器供电和自供电传感器等领域具有广泛应用,其核心之一是用于实现热-电转换的热电材料。热电材料物性参数的表征在热电器件应用、优化设计、故障诊断等研究中有重要意义。目前大多数热电材料物性参数表征方法认为材料的热电参数为常数,忽视了热电参数与温度非线性相关,且没有全面考虑器件中的接触电阻和热阻。该文提出一种基于准稳态法和热电器件测试装置的热电材料变物性参数表征测量方法:首先提出准稳态法对材料物性参数的表征计算方法,通过仿真验证了该方法的正确性;在此基础上,结合热电器件测试装置,采用实验对热电材料进行了变物性参数表征,结果表明,测试结果与厂家参数的最大误差仅为4.3%,能够实现对热电参数的准确表征。该方法实现了在更宽的温度范围内对热电材料物理参数的准确表征,丰富了热电器件测试装置的功能,能够降低材料测试装置的设备投入和测试成本。

基于RBFNN稳态逆模型的多端柔性多状态开关平滑切换策略

直流母线电压的稳定是柔性多状态开关正常运行的关键。柔性多状态开关(FMS)多工作模式的硬切换会导致直流母线电压产生剧烈波动,而采用平滑切换是实现母线电压稳定的最有效途径。文章详细分析了稳态逆模型平滑切换的原理,然后,针对其不足,深入研究了径相基函数神经网络(RBFNN)稳态逆模型平滑切换技术,给出了运用RBFNN改进稳态逆模型平滑切换的原理,进行了详细的实验验证。理论分析和实验结果显示,通过RBFNN控制修正PI输出来补偿扰动对系统的影响,将修正后的PI输出与稳态逆模型输出叠加生成内环参考值,有效平缓切换瞬间母线电压的振荡,能够实现直流母线电压波动小、响应速度快、动态特性佳、适应工况广等优点。

井筒流压快速分析方法及其在CO_(2)井中的应用

井筒作为井筒内工质流体和地下储层发生物质和能量交换的主要通道,其内部流体温度场和压力场的准确预测是深部流体注采工程中至关重要的内容,控制工程生产效率与安全性评估。通过总结前人研究工作,发现井筒内流体压力随深度近似线性变化的特征,在此基础上,提出一种关于井筒内流压的快速分析方法;建立了基于井筒内流体的质量守恒方程、动量守恒方程和能量守恒方程的井筒内流体温度、压力耦合计算模型,并利用该耦合模型就所提快速分析方法中待定参数与流体工况、井筒参数、地层物性等参数变化的敏感性进行分析;针对CO_(2)井,给出了井筒内流压快速分析表达式,结合工程现场数据进行验证,压力解精度在工程应用许可的范围内。所提井筒内流压快速分析方法基于文献统计得出,适用于气井、液井、生产井、注入井等,覆盖范围较广,具有计算参数少、方便快捷的特点,针对某指定工质流体的快速分析表达式中的待定参数可由室内研究人员给出。研究结果对现场工程师具有极大的便利性。

底水油藏水侵量计算新方法

针对底水油藏的开发,在缺乏试井数据的情况下采用常规油藏物质平衡法以及试井分析方法均难以确定水驱控制储量,进而无法获得水体参数和特征来计算油田的水侵量。为了更加准确的预测水驱油田水侵量,结合生产动态资料,选择符合的水驱特征曲线计算水驱控制储量。在此基础上,考虑油环油、溶解气、水体等因素,建立物质平衡方程,通过亏空体积曲线法计算获得水侵量。利用Fetkvoitch拟稳态模型,采用试错法,优化计算水体体积和水侵系数,保证Fetkvoitch拟稳态模型求解的水侵量和亏空体积曲线法求解的水侵量最接近,得到最优的水体体积和水侵系数对未来生产动态中水侵量进行预测。运用油藏数值模拟软件建立的模型与本文提出两种的计算方法拟合结果对比可知的水体体积的误差为2.6%、水侵指数的误差为2.2%,计算结果准确,为底水油藏计算水侵量提供了可靠的依据,并为预测水侵量提供了新的方法。

基于分析模型的青海湖近40年湖冰演变特征研究

青藏高原湖泊分布广泛,且多为季节性冻结湖泊。在全球变暖的背景下,青藏高原湖冰厚度及其物候发生着显著变化,深刻影响着区域气候演变。然而目前对于高寒区湖冰厚度及其物候在气候学尺度上的演变特征认识还不甚清楚。因此,本文利用青海湖下社水文站野外湖冰观测数据、MODIS湖冰覆盖率数据集、刚察气象站观测数据与CMFD数据,结合湖冰准稳态分析模型,研究了近40年(1979-2017年)青海湖湖冰厚度及其物候的演变特征。结果表明:模拟的多年冰厚平均值为0.31 m,与下社水文站实测值接近;模型对湖冰融化结束时间的刻画较准确,误差仅为0.07天,开始结冰时间和结冰期长度的误差分别为5.60天和5.67天。1979-2017年模拟的最大冰厚减小趋势与观测结果较为一致,即每年冰厚减少0.003 m。模拟的1979-2017年青海湖开始结冰时间延后(0.23 d·a^(-1)),融化结束时间提前(0.32 d·a^(-1)),结冰期长度缩短(1.02 d·a^(-1)),其中20世纪80年代结冰期缩短尤为明显(2.2 d·a^(-1))。1979-2017年青海湖结冰期内(12月至次年4月)向下长波辐射和气温(二者均呈现上升趋势)与平均冰厚以及最大冰厚之间存在显著的负相关关系,向下短波辐射(呈现下降趋势)与最大冰厚以及平均冰厚之间存在显著的正相关关系。去趋势敏感性试验表明:向下长波辐射、气温、向下短波辐射、比湿是青海湖1979-2017年内平均冰厚和最大冰厚变率的主要驱动因子,对平均冰厚变率分别贡献了42.08%,40.93%,-36.99%和17.45%,对最大冰厚变率分别贡献了44.48%,44.68%,-34.77%和19.92%。所有气象驱动因子对二者贡献了83.40%和87.01%,可以看出青海湖最大冰厚变率相较平均冰厚变率更容易受到气象条件的影响。本文研究结果对冰冻圈湖冰的长期演变趋势提供了认识,为其他青藏高原湖泊冷季研究提供了参考依据。

引江补汉工程运行后汉江黄家港—王甫洲段水质响应

随着汉江流域经济社会的发展,水环境水生态压力加大,引江补汉工程的实施可能导致汉江水质水量发生进一步变化。因此开展引江补汉工程调水前后汉江中下游水体水质水量模拟分析与预测,对控制该流域水体污染具有重要意义。采用分段马斯京根法及一、二维水质模型,预测了引江补汉工程引水后黄家港—王甫洲段水量水质响应。结果表明:①引江补汉工程采用全年无间断引水方式引水后,黄家港—王甫洲河段的流量有所增加,夏汛流量增加高于秋汛,王甫洲断面流量增加略高于沈湾断面;②调水前后沈湾断面月均总磷浓度都达到Ⅱ类水质标准,月均总氮浓度处于Ⅳ类~Ⅴ类标准。各项水质指标在情景二下的增长率是情景一的2~3倍,相较于调水前,情景一总磷浓度最大增长为4.68%,情景二总磷浓度最大增长为13.45%。其次为总氮,情景一总氮浓度最大增长为1.15%,情景二总磷浓度最大增长为3.44%;③调水前后王甫洲断面汛期月均总磷浓度均达到Ⅱ类水质标准,引水后枯水年总磷浓度有所增加,丰水年浓度略有降低。整体上枯水年较丰水年的水质变幅更大,各项水质指标在两种情景下的变幅相差不大。